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電機固定端軸承和浮動端軸承的選擇和匹配

固定端軸承

固定端軸承使用的是能夠承受聯合(徑向和軸向)載荷的徑向軸承。 這些軸承包括:深溝球軸承、雙列或配對單列角接觸球軸承、自調心球軸承、球面滾子軸承、配組的圓錐滾子軸承、NUP 型圓柱滾子軸承或帶 HJ 角圈的 NJ 型圓柱滾子軸承。


對于電機軸承支撐固定端(簡稱電機固定端)的選擇,應考慮以下因素:

(1)被拖動設備的精度控制要求;

(2)電機拖動的負載性質;

(3)軸承或軸承組合必須能承受一定的軸向力。

綜合以上三方面的設計要素,在中小型電機中,深溝球軸承更多地被作為電機固定端軸承的首選。


深溝球軸承是最常用的滾動軸承。應用深溝球軸承時,電機軸承支撐系統結構非常簡單,保養維護也方便。深溝球軸承主要用來承受徑向載荷,但當增大軸承徑向游隙時,具備角接觸球軸承的特性,可以承受徑向和軸向的聯合載荷;轉速較高又不宜采用推力球軸承時,也可用來承受純軸向載荷。與深溝球軸承規格尺寸相同的其它類型軸承比較,此類軸承優點為摩擦系數小、極限轉速高,缺點為不耐沖擊、不適宜承受重載荷。


深溝球軸承裝在軸上后,在軸承的軸向游隙范圍內,可限制軸或外殼兩個方向的徑向配合。在徑向,軸承與軸采用過盈配合,軸承與端蓋軸承室或外殼采用小過盈配合,選用這種配合的最終目標是保證在電機運行過程中,軸承的工作游隙為零或略負,這樣軸承的運行性能較好。在軸向,定位軸承與關聯零部件的軸向配合,則應結合浮動端軸承系統的具體情況確定。軸承內圈由軸上軸承位限位臺階(軸肩)及軸承擋圈進行限位,軸承外圈則靠軸承與軸承室的配合公差、軸承內外蓋止口高度及軸承室長度進行控制。


電機浮動端軸承

電機浮動端也叫做自由端,是相對于固定端而言;一般情況下,浮動端選擇在非驅動端,但是在電機負載要求較高,且與負載設備的軸向配合尺寸要求不是很高的情況下,會將浮動端選擇在驅動端。

電機軸承支撐系統為雙支點、雙軸承結構時,在徑向負載要求較大時,也將驅動端作為浮動端,特別是對于低壓大功率和高壓電機,浮動端的圓柱滾子軸承可以滿足徑向負荷較大的要求。


圓柱滾子軸承的滾子與滾道為線接觸或修下線接觸,徑向承載能力大, 比較適用于承受重負荷與沖擊負荷,內圈或外圈可分離,便于安裝和拆卸。該系列軸承摩擦系數小,適合高速、極限轉速接近深溝球軸承的運行工況。電機中比較常用的N型及NU型圓柱滾子軸承,軸承內外圈之間可以軸向移動,能適應因熱膨脹或安裝誤差引起的軸與外殼相對位置的變化,可作自由端支承使用。但是,該軸承對軸或軸承室孔的加工要求較高,軸承安裝后內外圈軸線相對偏斜的情況要嚴加控制,以免造成接觸應力集中。


相對于固定端軸承,為滿足電機運行過程中轉子部分的軸向位移要求,按照軸承選擇的不同,軸承外圈與軸承內外蓋的軸向間隙要求不同。


(1)當浮動端采用內外圈可分離的軸承時,對于兩軸承結構電機,固定端選擇在非驅動端;固定端與浮動端軸承的外圈與軸承內外蓋之間均采用軸向無間隙配合。


(2)當浮動端采用不可分離的軸承時,也就是中小型電機比較常見的兩端均為球軸承結構,鑒于對拖動設備安裝精度的影響,采用驅動端為固定端,浮動端軸承內圈應限位,外圈與軸承內外蓋止口間軸向留有間隙;同時,為了保證電機運行中的軸向配合位移要求,軸承外圈與軸承室的徑向配合不易過緊。


實際的軸承配置應與電機的運行工況相匹配,其中包括電機軸承選擇中對于游隙、耐熱性能、精度等具體參數,以及軸承與軸承室的徑向配合關系等。

(來源:中華軸承網)



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